高可靠性防触电安全插座的研制

高可靠性防触电安全插座的研制 高可靠性防触电安全插座的研制 学科类别:工程学 作者姓名:钱雨喆 作者班级:高二年级十七班 作者学校:唐山市第一中学 指导老师:王卫国、代宝新、苏颖 目 录 一、内容摘要和关键词 ....................................................................... - 3 - 二、 研究背景.................................................................................... - 3 - 三、研究过程 ........................................................................................ - 8 - (一)、分析现有防触电插座类型及优缺点 ............................... - 8 - (二)、新型防触电插座选择过程 ....................................... - 9 - 1、隔离元件的选择 ............................................................... - 10 - 2、感知元件——传感器的选择 ........................................... - 13 - (三)、工作原理及制作过程 ......................................................... - 16 - 1、原理图................................................................................ - 16 - 2、安全插座组成 ................................................................... - 17 - 3、对插座要进行干簧管的植入 ........................................... - 17 - 4、对插头要进行高强磁体的植入 ....................................... - 18 - 5、原理说明 ........................................................................... - 19 - (四)、元器件选择 ..................................................................... - 20 - (五)、制作过程 ......................................................................... - 23 - 四、研究成果 ...................................................................................... - 26 - (一)、技术参数 ......................................................................... - 26 - (二)、安全防护性能 ................................................................. - 26 - (三)、试品测试 ......................................................................... - 28 - 1、指标测试: ....................................................................... - 29 - 2、功能测试 ........................................................................... - 29 - - 1 - (四)、使用须知 ......................................................................... - 30 - 五、结论 .............................................................................................. - 30 - 六 、心得体会 .................................................................................... - 32 - 七、致谢 .............................................................................................. - 32 - 八、 参考文献.................................................................................. - 32 - - 2 - 一、内容摘要和关键词 摘要:为防止触电，人们、制作了许多形式的防触电插座。这些插座，设计上还存在一定的漏洞，存在使用者触电的可能。为避免使用插座造成人体触电，设计和制作了一种高可靠性防触电插座。通过分析触电原因、插座结构，根据学生掌握的自动控制原理，通过反复试验、改进，最终确定了防触电插座的方案。它与传统防触电插座不同，采取主动防触电设计理念，利用干簧传感器技术，控制插座内部元件，并辅以高压保护元件，保证人体触及插孔后不会有任何触电的危险，只有简单改造的电器插头插入插座，插座插孔才有电压。该插座让使用者彻底隔离触电危险源，设计方案安全、可靠，采用的元件易购、廉价，稍加改动就可批量生产。 关键词:可靠、防触电、安全、插座 二、 研究背景 触电事故往往发生的很突然，而且在极短的时间内造成极为严重的后果。但不应认为触电事故是不能防止的。为了防止触电事故，应当研究触电事故规律，以便制订有效的安全措施。根据对触电事故的分析，从触电事故的发生频率来看，可找到以下规律: 1、触电事故季节性明显。国内、外统计资料表明，每年的二三季度事故多，6,9月最集中。主要是由于这段时间天气炎热、人体衣 - 3 - 单而多汗，触电危险性较大;还由于这段时间多雨、潮湿、电气设备绝缘性能降低等。 2、低压设备触电事故多。国内、外统计资料表明，低压触电事故远多于高压触电事故。主要是由于低压设备远多于高压设备，与之接触的人又比较缺乏电气安全知识的缘故。 3、携带式设备和移动式设备触电事故多。主要是由于这些设备需要经常移动，工作条件较差，容易发生故障，而且经常在人紧握之下工作的缘故。 4、电气连接部位触电事故多。电气事故多发生在分支线、接户线、地爬线、接线端、压线头、电线接头、电缆头、灯座、插头、插座、控制器、开关、接触器、熔断器等处。主要是由于这些连接部位机械牢固性较差，电气可靠性也较低，容易出现故障的缘故。 5、农村触电事故多。据我国部分省、市统计资料表明，农村触电事故为城市的6倍。主要是由于农村有电条件差、设备简陋、人员技术水平低、管理不严、电气安全知识缺乏的缘故。 6、冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多。由于这些行业有潮湿、高温、现场情况复杂、移动式设备和携带式设备多或现场金属设备多等不利因素存在，因此触电事故较多。 - 4 - 7、青、中年以及非电工事故多。主要是由于这些人多是操作者，即多是接触电气设备工作的人员。另外也由于经验不足，电气安全知识也不足的缘故。 8、误操作事故多。主要是由于教育不够，以及安全措施不完备的缘故。 从以上2、3、4条可以看出，带有移动性质的带线插座(也称插排)成为一个重要的触电危险点。事故统计结果也的确如此。 现在居民家里一般都安装有家庭剩余电流保护器(也称“家用漏电保护器”)，如果家中用电设备短路、触地或电流泄漏，保护器就会自动跳闸，起到一定的安全保护作用。但这种保护，属于被动式安全保护，是在有电流通过人体流入大地后，保护元件才触发动作的保护装置。一般来讲，家用漏电保护器触发电流为10mA。统计数据表明，触电时通过人体电流达到0.6mA~1.5mA 手指开始感觉发麻;2mA~3mA 手指感受觉强烈发麻;5mA~7mA 手指肌肉感觉痉挛 手指感灼热和刺痛;8mA~10mA 手指关节与手掌感觉痛，手已难以脱离电源;20mA~25mA 手指感觉剧痛，迅速麻痹，不能摆脱电源，呼吸困难，手的肌肉开始痉挛;50mA~80mA 呼吸麻痹，心房开始震颤;90mA~100mA 呼吸麻痹，持续3s后或更长时间后，心脏麻痹或心房停止跳动 呼吸麻痹„„从以上数据中看出，当人体通过0.6mA的电流,会引起人体麻刺的感觉;通过10mA安的电流，人体已难以脱离电源。 - 5 - 近年来，儿童触电事故频发，儿童安全得不到保障，很多事故的发生都是由于插座触电导致的。现在市场上售卖的防触电插座多是带塑料盖或塑料挡片的插座，或者加一个漏电保护开关的插座，但用这种方式防止触电并不可靠。 图一 各类防触电插座的宣传图片 2007年4月26日，江苏省邳州市邹庄镇袁庄村袁某一顽童杉杉，趁家人不备调皮地用钥匙向插座里透，丝毫没有感觉到危险的降临。 2009年9月7号，济南西沙小区一名1岁8个月的男孩在家中 - 6 - 玩耍，趁着家长没注意，竟然将一根铁钎插进插座，当场被击倒在地，家人见状，全都吓坏了。 2010年2月27日下午2点30分左右，在黄台社区一处出租房内，一名3岁男童自己在室内玩耍时，手拿铁钉捅插座导致触电身亡。 „„ 据了解，电源插座被家庭广泛使用，传统的电源插座存在儿童因好奇将尖锐导电物或手指插入插座孔内引起触电的危险。因此，电源插座防触电这一功能被日渐重视，美国《国家电气》(,,,)等发达国家中都有类似规定。该措施不是指简单的带有塑料盖的电源插座，而是指必须具备插座带有内置关闭系统，能在针、钥匙、钉等异物插入插座插槽接触带电电线时，有效地防止触电，同时要求防触电插座固定在适当位置，帮助保护儿童免受灼伤危险。 根据这种情况，希望研制出一种儿童安全插座，它具有很多传统插座没有的优点。这种插座通电后单孔、双孔任意异物插入不触电、能有效的防止插座触电事故，既保障家里小孩因为贪玩而导致的用电安全，又保障了一家人的用电安全，即使不小心将铁丝、剪刀等物不慎插入插座，也不用担心，高可靠性防触电插座能彻底杜绝此此类事故的发生，既安全又省心。 在这一背景下，确定了本项目的研究目标:为消除因移动式插座引起的触电事故，力图研究开发一种既具有传统移动式插座使用功能，又有多种主动保护功能的防触电插座。 防触电插座与传统意义上的插座不同，防触电插座即使是人的肢 - 7 - 体触及到了插座的电路，在防触电插座智能电路的保护下也不会发生触电事故。为了防止儿童无论是出于好奇或是因为所幼无知而将金属物插入通电的插座产生触电危险，在通电状态下能确保每一个插孔在未插入电器插头前是没有电的，防触电插座能智能识别插入物是否是电器插头，只有当L、N极同时插入电器插头时插孔才会通电，所以插入任何异物也不会触电。 该安全插座对比一般的防触电插座具有如下优点: 1、具有高可靠性主动防触电功能，正常状态时插孔无电。 2、智能主动识别插入物是电器插头还是异物。 3、具有体积小、元件少、生产和改造成本低的优点。 4、因未采用双向可控硅设备控制，不改变电源电压波形，对感性或容性负载的开断无影响。 5、强抗干扰性，防止意外原因致使插孔带电。 6、防雷电浪涌电压冲击。 三、研究过程 (一)、分析现有防触电插座类型及优缺点 检索现有防触电插座的安全防护技术，主要有以下几类: a) 遮盖型:采用遮盖板、插孔小挡板遮住插孔，或用绝缘件制成插头形状插入型。属于比较简陋的防触电设计，儿童玩耍时，仍 - 8 - 可简单的除去遮挡物，将金属物品插入插孔，因此，该类产品安全性较差。 b) 漏电保护器型:插头端或插座内加入漏电保护器，一旦发生触电事故，漏电保护器感受其L、N电流不同，检测其差值，推动脱扣器，开关跳开。其动作可靠性受保护器内互感器精度和开关质量影响很大，属于被动型保护。虽然各厂家标称其产品都经过各类认证和试验，但谁敢保证人触电后它能准确可靠动作呢,作为末端的漏电保护器，要求动作时间小于0.1S，动作电流10mA，在0.1秒内，这10mA电流通过人体，谁又能保证人能安然无恙呢,要知道，人的触电伤害等级和电流流过的路径有很大关系～ c) 可控硅控制型:利用微动开关或其它传感器，感受插头插入，通过控制双向可控硅通断来控制插孔内有无电压输出。从技术上讲，该类产品技术较先进，成本也很低。但传感器本身可能受到外界扰动，误发信号，造成可控硅导通，致使插口带电;而且，在感性负载和容性负载中的尖峰电压或浪涌电流，会对可控硅开关电路产生冲击或干扰。综上所述，这类安全插座也不满足安全要求，尤其是通过可控硅控制，断开时没有明显断开点，不符合电力系统安全要求。 综上所述，现有开发的防触电插座不满足可靠的安全防护需要。 (二)、新型防触电插座方案选择过程 根据对市售产品和已开发产品的深入研究分析，决定更新设计理念，重新梳理思路，研制新一代高可靠性主动防御型安全插座。设 - 9 - 计力求简单、可靠。防止内部元件多，线路复杂，导致故障率增高;防止插座保护措施受到外界异常干扰而失去作用。 主动防御，必须让插孔在使用时才有电压，不用时，电压为零，和电网隔离。要达到这一目的，就必须要有执行隔离的元件、判断元件。另外，要防止高电压侵入、防止过电流、短路还要有保护元件。 1、隔离元件的选择 1) 谈到隔离，首先想到的是隔离变压器。隔离变压器属于安全电源，一般用来机器维修、保养用，起保护、防雷、滤波作用。隔离变压器是一种1/1的变压器。初级单相220V，次级也是单相220V。或初级三相380V，次级也是三相380V。首先通常我们用的交流电源电压一根线和大地相连，另一根线与大地之间有220V的电位差。人接触会产生触电。而隔离变压器的次级不与大地相连，它的任意两线与大地之间没有电位差。人接触任意一条线都不会发生触电，这样就比较安全。其次还有隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，这样就有效的对变压器的输入端(电网供给的电源电压)起到了一个良好的过滤的作用。从而给用电设备提供了安全、纯净的电源电压。 - 10 - 图2 隔离变压器外形 选用隔离变压器作为隔离设备，有以下不足: a) 效率低。正常插座空置状态有空载电流通过，有空载损耗; 带负载后，效率也只在90%-95%之间。 b) 过载能力差。 c) 体积大，重量大，不适合安装在移动设备。120W隔离变压器 约3.7kG，50W隔离变压器约1.2kG，我们要使用的插座电流 最大要达到10A或20A，这样选用隔离变压器太不现实了。 正如以上问题，放弃了隔离变压器方案。 2) 第二个想选取的隔离元件是固态开关。 固态开关(固态继电器Solid State Relay,缩写SSR),是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用 - 11 - 隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。工作时只要在控制端上加上一定的控制信号，就可以控制开关端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能。由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。 但由于设计时输出端采用了RC吸收电路， 截止时存在漏电阻，不能使电路完全分开。也就是说，固态继电器不能用来做隔离开关用。 图3 固态开关外形及原理图 - 12 - 3) 最终的隔离元件选用的是接触器。只有用接触器才能从根本上实现电气上的真正隔离:具有明显断开点。接触器是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器的工作原理是:当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。 接触器分为交流接触器(电压AC)和直流接触器(电压DC)，它应用于电力、配电与用电。接触器具有较高的操作频率，最高操作频率可达每小时1200次。接触器的寿命很高，机械寿命一般为数百万次至一千万次，电寿命一般为数十万次至数百万次。其可靠性和使用寿命满足待开发产品要求。 图4 接触器外形图 2、感知元件——传感器的选择 其次，遇到的问题是怎样感受插座插孔中是否插入插头，并判断插入物是否为插头。 - 13 - 这个功能就要选用一款判断元件:传感器。为避免内部走线太多，设计之初放弃了采用低压(24V以下)控制高压(220V)的思路，采用了220V控制电压，这样，就排除了采用光控等方案。选取传感器时，有两种干簧技术与微动开关控制两种方案。购置了各类不同型号和参数干簧管和微动开关，发现微动开关结构简单，但没有防水的微动开关，而且其动作可靠性受外界影响大:轻轻一触，即刻导通。 干簧管(Reed Switch)也称舌簧管或磁簧开关，是一种磁敏的特殊开关，是干簧继电器和接近开关的主要部件。 图5 干簧管外观图 干簧管开发逐年改进，使得更可靠，在改进质量的同时又降低了成本。由于这些引人注目的改进，干簧管开关在某些要求质量、可靠性及安全至上的苛刻应用中已成为设计的选择，包括电梯的选层控制。 干簧管通常有两个软磁性做成的、无磁时断开的金属簧片触点，有的还有第三个作为常闭触点的簧片。这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。当永久磁铁靠近干簧管或绕在干簧管上的线圈通电形成的磁场 - 14 - 使簧片磁化时，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合;当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开。干簧管比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长一般可达10的7次方次左右;而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高。 干簧管传感器是广泛地用于很多要求高的汽车安全设备(例如敏感刹车液的高度)，在很多医疗仪器上的应用，这包括烧灼设备、起博器等医疗电子设备等。 本产品选用干簧管作为传感器也是出于其可靠性高和抗干扰能力强的优点。 2、 高强磁的应用 吸引干簧管的磁体必须有足够的磁场强度，足以在2mm外能可靠吸引干簧管接点。本次采用高强磁，它由优质不锈钢管和高B值稀土合金钕铁硼，并采用特殊的制作方法制作而成。采用稀土合金钕铁硼作为磁源，磁力强劲，结构简单，使用寿命长，规格样式多。本产品为安装方便，选用Φ5x3mm，Φ4x3mm，Φ3x2mm三种规格高强磁试用。 图6 不同直径的高强磁体 - 15 - 本品最终设计采用干簧管和高强磁作为判断元件，高强磁靠近干簧管时，使干簧管导通，再输出控制信号。采用交流接触器作为隔离和执行元件，按照判断元件的控制信号，执行隔离或导通。 3、 其它功能的实现: 为保证插座在过压、过流、短路等异常情况下的高可靠保护，还要相应的加入防止过电压措施、防止过电流。防过电压措施采用压敏电阻，防止过电流措施采用保险管。 未防止系统受到外界扰动，必须对设计的产品进行相应的全密封改造和抗干扰试验。 (三)、工作原理及制作过程 1、原理图 图7 高可靠性防触电安全插座原理图 - 16 - 2、安全插座组成 过电压保护元件——压敏电阻FV 保险FU 接触器K1、接触器K2 干簧管J1、干簧管J2 插孔1、插孔2 3、对插座要进行干簧管的植入 对插座要进行改造，将干簧管植入火线L、零线N、地线G插孔 之间，并用906胶固定，固定后再用玻璃胶加固，防止震动时脱落。 改造示意图如下: 图8 干簧管植入示意图 - 17 - 图9 干簧管植入照片 4、对插头要进行高强磁体的植入 对常规插头要进行改造，插头中间位置打Φ5孔，将Φ5高强磁体植 入插头中间位置，并用906胶固定。 图10 高强磁植入示意图 - 18 - 图11 高强磁植入照片 5、原理说明 市电220V电源引入插座，合上开关K，由于K1、K2常开接点处于断开位置，插孔1、插孔2都没有电。这时候，用任何物体插入任一插孔，都不会触电。同时插入两个插孔，也不会触电。用金属同时物品插入两个插孔，不会引起短路和火灾等异常。 当常规插头插入插座时，K1、K2常开接点仍处于断开位置，插孔无电。 当用高强磁体简单改造后的插头插入插孔1时，高强磁体吸引插孔1内的干簧管J1，J1接点闭合，接触器K1线圈通电，K1接点闭合，插孔1内两孔内有电压，可通过插头输出电能。这时，由于K2接点仍处于断开位置，插孔2内仍无电压，用任何物品插入插孔2，都不会造成异常。 同样，当用高强磁体简单改造后的插头插入插孔2时，高强磁体吸引插孔2内的干簧管J2，J2接点闭合，接触器K2线圈通电，K2接点闭合，插孔2内两孔内有电压，可通过插头输出电能。这时，由 - 19 - 于K1接点仍处于断开位置，插孔1内仍无电压，用任何物品插入插孔1，都不会造成异常。 当插孔1、2内都插入改造后的专用插头，J1、J2都闭合，K1、K2线圈都通电，K1、K2接点吸合，插孔1、2内都会有电能输出。 当插头所带用电设备出现短路故障时，电压迅速下降，K1、K2吸合电压不足以维持吸合状态，K1、K2迅速断开，同时，保险FU熔断。插座不再受短路电流损坏。 当电力系统有雷电侵入，雷电波进入用户时，压敏电阻FV阻值迅速减小，很大电流通过压敏电阻，跳开上级总用户空气开关，保护人身和设备安全。 (四)、元器件选择 插座外壳选用高强ABS塑料通用机箱改造而成，体积200X120X55，比常规插排略厚，加工难度小，改造后美观、大方，不易变形。 图12 插座外壳照片 - 20 - 插座单元选用日本雷士(香港产)双单元墙壁插座，白色，三孔通用型，电流10A，电压250V。 图13 插座单元正反照片 保险选用20A，250V。 图14 保险座外部图 压敏电阻选用:根据1mA直流电压值选择压敏电阻。一般，1mA=1.5Vp=2.2VAC。式中，Vp为电路额定电压峰值，VAC为额定交流电压有效值。因电源电压为220V， V1mA=1.5Vp=1.5×220×1.414=476V, V1mA=2.2VAC=2.2×220=484V。所以，动作电压可选择为470-480V，最终选择为600V。型号:GVR D681K - 21 - 图15 压敏电阻照片 接触器选择:考虑插座内空间限制，选用日本欧姆龙G7L-2A-TUB功率继电器替代，控制电压200-240VAC，接点电流25A，电压270V。未查到其线圈电流数据，根据常规继电器估算，其电流应在5mA以下。 图16 接触器外观照片 干簧管选择:考虑空间体积，选用小型干簧管，常开接点，接点容量:电压300V，电流0.5A。 - 22 - 图18 干簧管外观图(带外壳) 总开关:选用防水型开关，20A，250V。 图19 总电源开关图 主要材料:乐泰906胶水、道康宁玻璃胶、1.5平方毫米塑铜线;磁体最终确定选用Φ3X2。 (五)、制作过程 1、按照插座单元、保险座、开关等元件形状和尺寸在外壳开孔: - 23 - 图20 外壳上划线 图21 用手电钻在外壳上打孔 2、在外壳上安装各个元件，并进行接线: 图22 用笔形万用表检查接触器触点通断情况 - 24 - 图23 内部接线照片 3、制成品外观图如下: 图25 制成的插座外观照片 4、成品调试: 图26 万用表测试安全插座的插孔电压 - 25 - 四、研究成果 研制成功一套高可靠性防触电插座系统，具有以下技术性能和指标: (一)、技术参数 指标: 额定电压:220V, 50Hz 额定电流:20A 环境温度:-10?,+42? 相对湿度: ?95%，在此环境下连续48H确保正常工作 过载阀值:20A/4.0-40S断电 温 升:?45?(两个插座都有10A电流时) 待机功耗:0W 阻燃等级:UL94-V0 执行标准 GB2099.3-1997 图27 安全插座外形图 (二)、安全防护性能 - 26 - 1、本品无需借助外部的防护盖板、漏电保护器等元件或设备，实现对人体的全面安全防护。 2、单独使用金属物品或手指插入L\N\G任一插孔不会导致人体触电。 图28 对安全插座进行单孔触电测试 3、用金属物品或手指插入任意两孔不会导致触电和短路。 图29 对安全插座进行双孔触电测试 4、对雷电浪涌电压具有保护作用，过电压侵入时自动断开。 - 27 - 图30 浪涌电压侵入示意图 5、具有过载保护功能。 图31 插座过载示意图 6、本品具有极强的抗干扰性。 (三)、试品测试 注:测试是在普通环境下进行，借助供电公司计量试验室和电气试验大厅的环境和设备，只进行基本参数和功能演示，未参照国标、行标。 试品组装完成后，进行了如下测试: - 28 - 1、指标测试: 绝缘性能:用500V兆欧表测试进线侧L、N、G绝缘测试，绝缘电阻无穷大;用500V兆欧表测试插孔L、N、G绝缘测试，绝缘电阻无穷大;用500V兆欧表测试进线侧、插孔侧绝缘测试，绝缘电阻无穷大。绝缘性能良好。 通流能力:每个插座输出10A电流(纯阻性，电炉丝)，2个插座同时工作1小时，用红外热像仪观测，各部位无明显温升。 损耗测试:进线侧和每个插座输出端各接有功表，共3块电能表，每个插座带10A负载工作1小时，两块分表读数和基本等于总表读数。停用10A负载，总表不走。测试表明插座基本无损耗。 (1)用毫安表一端接地，另一端接任一插孔，毫安表指示为零。 2、功能测试 (2)用2块毫安表分别按(1)进行两个插孔同时测试，毫安表指示为零。 (3)用电压表测试插孔电压，指示为零。 (4)用普通插头插入安全插座，测量普通插头另一端电压，指示为零。 (5)用改造后的插头插入安全插座，测量插头另一端电压，指示214V。 (6)抗干扰性测试 用普通插头插入安全插座，测量普通插头另一端电压，同时用网球从20CM高自由落体到安全插座，电压始终为零。 - 29 - 用改造后插头插入安全插座，测量普通插头另一端电压，同时用网球从20CM高自由落体到安全插座，电压始终为214V。 测试表明干簧管工作状态未受外界震动影响。 (7)耐用性测试 将安全插座从30CM高自由落体到水泥地面，重复5次后，进行各项功能和指标测试，结果无变化。测试表明一般工作环境下安全插座耐用性满足要求。 (四)、使用须知 1、不要放置在高处及容易跌落的地方使用。 2、不要在潮湿和靠近热源的环境下使用，确保产品的使用安全。 3、插座所接电器总功率之和不得超过4500W。 4、使用前请将捆扎的电源线松开，避免电线产生电磁感应而发热。 5、不要用湿手插拔电源插头。 6、本产品不得私自拆卸，如需维修请与有资质的专业人士联系。 7、未经改造的插头插入后无法使用。 五、结论 本产品利用高强磁和干簧管作为传感器，判断使用者是否正常用电，利用接触器作为隔离器件，在使用者可能发生触电危险时插孔无电压。产品研发满足研发目的，产品简单、可靠，设计新颖，构思巧妙。满足了产品成本和性能兼顾的要求。 - 30 - 该产品与常规安全插座明显不同的是，采用主动防御安全技术理念，让使用者彻底隔离触电危险源。本品的另一优点是，对常规插座改造十分容易做到。 创新点: 1、除具备常规插座功能外，具有过载保护、防雷击功能。 2、具有可靠的防触电功能:正常空置状态任一插孔不带有电压，在通电状态下单独接触到插座的任一极或两极都不会触电。插头正常插入一个插座单元后，该单元输出电能;这时另一单元仍安全，无电压。两个插座单元各种功能不会相互影响。 3、具有防短路功能:用金属异物同时接触L、N两极不会引发短路和烧伤。 成果展望: 该项目用传统、可靠的电力控制技术，实现了对生活中常用的插座的安全防护，选材、加工、制作方便，成本较低。如能采用专用模具制作外壳，能进一步减小外形尺寸;如进行规模化生产，成本将进一步下降。由于其设计新颖、安全可靠，具有较高的推广价值。 - 31 - 六 、心得体会 利用高可靠性防触电安全插座开发的机会，学习了控制系统的基本原理，能把理论性的知识合理、可行的应用于实践，是本人作为高中生的一次成功探索。 今后在物理或工程类学科的学习中，要继续深入研究，提高理论计算和逻辑分析能力。另外，在本次研发中，发现个人动手能力不足，给试品的制作带来一定困难。提高动手能力是今后要逐步改进的一个方面。 另外，随知识的不断丰富，还要逐步学习开发微电脑控制的全保护智能型插座和家庭用电系统，满足人们的安全用电需求。 七、致谢 学生在研制高可靠性防触电安全插座方案过程中，得到了唐山一中老师 的悉心指导。秦皇岛供电公司在产品试制中在工器具和材料使用、产品试验中给予了大力支持。在此一并表示感谢。 八、 参考文献 《工业控制工程中的抗干扰技术》 徐义亨 著 上海科学技术出版社 - 32 - 《工业控制自动化实用技术手册》 龚顺镒 主编 机械工业出 版社 - 33 -